《高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 專題五 第1課時(shí) 電場與磁場的理解專題突破課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 專題五 第1課時(shí) 電場與磁場的理解專題突破課件（47頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專 題 五 電場與磁場本專題主要是綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法和功能關(guān)系解決帶電粒子在本專題主要是綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法和功能關(guān)系解決帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)問題這部分的題目覆蓋的內(nèi)容多，物理電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)問題這部分的題目覆蓋的內(nèi)容多，物理過程多，且情景復(fù)雜，綜合性強(qiáng)，常作為試卷的壓軸題高考過程多，且情景復(fù)雜，綜合性強(qiáng)，常作為試卷的壓軸題高考對本專題考查的重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：對本專題考查的重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：對電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的理解；對電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的理解；帶電粒子在電場中的帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題；加速和偏轉(zhuǎn)問題；帶電粒子在磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題；帶電粒子在磁場中的勻速圓周

2、運(yùn)動(dòng)問題；帶電粒子在電場和磁場的組合場中的運(yùn)動(dòng)問題；帶電粒子在電場和磁場的組合場中的運(yùn)動(dòng)問題；帶電粒子帶電粒子在電場和磁場的疊加場中的運(yùn)動(dòng)問題；在電場和磁場的疊加場中的運(yùn)動(dòng)問題；帶電粒子在電場和磁帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題專題定位針對本專題的特點(diǎn)，應(yīng)針對本專題的特點(diǎn)，應(yīng)“抓住兩條主線、明確兩類運(yùn)動(dòng)、運(yùn)抓住兩條主線、明確兩類運(yùn)動(dòng)、運(yùn)用兩種方法用兩種方法”解決有關(guān)問題兩條主線是指電場力的性質(zhì)解決有關(guān)問題兩條主線是指電場力的性質(zhì)(物物理量理量電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度)和能的性質(zhì)和能的性質(zhì)(物理量物理量電勢和電勢能電勢和電勢能)；兩類運(yùn)動(dòng)是指類平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)；兩種方法是指動(dòng)

3、兩類運(yùn)動(dòng)是指類平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)；兩種方法是指動(dòng)力學(xué)方法和功能關(guān)系力學(xué)方法和功能關(guān)系應(yīng)考策略第1課時(shí)電場與磁場的理解 知 識 方 法 聚 焦 熱 點(diǎn) 考 向 例 析 審題破題 真題演練欄目索引知識方法聚焦1.(1)定義定義 任何任何 (3)勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場3.(3)不做功不做功4.(1)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 靜止靜止 (2)左手定則左手定則5.永不做功永不做功 知識回扣 知識方法聚焦規(guī)律方法1.本部分內(nèi)容的主要研究方法有：本部分內(nèi)容的主要研究方法有：(1)理想化模型理想化模型.如點(diǎn)電荷、如點(diǎn)電荷、電場線、等勢面；電場線、等勢面；(2) .電場強(qiáng)度、電勢的定電場強(qiáng)度、電勢的定義方法是定義物理量的一種重要

4、方法；義方法是定義物理量的一種重要方法；(3)的方法的方法.電電場和重力場的比較；電場力做功與重力做功的比較；帶電粒場和重力場的比較；電場力做功與重力做功的比較；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的類比子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的類比.比值定義法比值定義法類比類比2.靜電力做功的求解方法：靜電力做功的求解方法：(1)由功的定義式由功的定義式WFlcos 來求；來求；(2)利用結(jié)論利用結(jié)論“電場力做功等于電荷電場力做功等于電荷 的負(fù)值的負(fù)值”來求，即來求，即WEp；(3)利用利用WAB 來求來求.電勢能增量電勢能增量qUAB3.研究帶電粒子在電場中的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用研究帶電粒子在電場中的曲

5、線運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用 的思想方法；帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是類平的思想方法；帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是類平拋運(yùn)動(dòng)和拋運(yùn)動(dòng)和 運(yùn)動(dòng)的組合，類平拋運(yùn)動(dòng)的末速運(yùn)動(dòng)的組合，類平拋運(yùn)動(dòng)的末速度就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的度就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的 .運(yùn)動(dòng)合成與運(yùn)動(dòng)合成與分解分解勻速圓周勻速圓周線速度線速度熱點(diǎn)考向例析考向1對電場性質(zhì)的理解例例1(單選單選)如圖如圖1所示，實(shí)線為電場線，虛所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢面，兩相鄰等勢面間電勢差相等線為等勢面，兩相鄰等勢面間電勢差相等.A、B、C為電場中的三個(gè)點(diǎn)，且為電場中的三個(gè)點(diǎn)，且ABBC，一個(gè)帶正電的粒子從一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)過過

6、B、C兩點(diǎn)，若帶電粒子只受電場力作用，則下列說法正兩點(diǎn)，若帶電粒子只受電場力作用，則下列說法正確的是確的是()圖圖1A.粒子在粒子在A、B、C三點(diǎn)的加速度大小關(guān)系三點(diǎn)的加速度大小關(guān)系aAaBaCB.粒子在粒子在A、B、C三點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系三點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系EkCEkBEkAC.粒子在粒子在A、B、C三點(diǎn)的電勢能大小關(guān)系三點(diǎn)的電勢能大小關(guān)系EpCEpBEpAD.粒子由粒子由A運(yùn)動(dòng)至運(yùn)動(dòng)至B和由和由B運(yùn)動(dòng)至運(yùn)動(dòng)至C電場力做的功相等電場力做的功相等審題突破審題突破 加速度是由什么力產(chǎn)生的？據(jù)圖如何判斷加速度加速度是由什么力產(chǎn)生的？據(jù)圖如何判斷加速度大小關(guān)系？大小關(guān)系？A、B、C三點(diǎn)的電勢大小關(guān)系如何

7、？三點(diǎn)的電勢大小關(guān)系如何？AB和和BC間的間的電勢差哪個(gè)大？電勢差哪個(gè)大？解析由電場線可知由電場線可知ECEBEA，因此，因此aCaBaA，故，故A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；粒子從粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過B、C，電場力做正功，動(dòng)能不斷增加，電場力做正功，動(dòng)能不斷增加，因此因此EkCEkBEkA，故，故B正確；正確；由于沿著電場線，電勢逐漸降低，故由于沿著電場線，電勢逐漸降低，故ABC，因此，因此帶正電粒子的電勢能大小關(guān)系帶正電粒子的電勢能大小關(guān)系EpAEpBEpC，故，故C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；由于從由于從A到到B過程的電場力小于從過程的電場力小于從B到到C過程的電場力，故過程的電場力，故從從A到到B過程的電場力

8、做功較少，因此粒子由過程的電場力做功較少，因此粒子由A運(yùn)動(dòng)至運(yùn)動(dòng)至B和和由由B運(yùn)動(dòng)至運(yùn)動(dòng)至C電場力做的功不等，電場力做的功不等，D錯(cuò)誤錯(cuò)誤.答案B1.在靜電場中，通常利用電場線和等勢面的兩個(gè)關(guān)系分在靜電場中，通常利用電場線和等勢面的兩個(gè)關(guān)系分析電場的性質(zhì)：一是二者一定處處垂直；二是電場線析電場的性質(zhì)：一是二者一定處處垂直；二是電場線密的地方，等差等勢面也密，且電場線由電勢較高的密的地方，等差等勢面也密，且電場線由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面等勢面指向電勢較低的等勢面.2.在分析電場性質(zhì)時(shí)，要特別注意電場強(qiáng)度、加速度、在分析電場性質(zhì)時(shí)，要特別注意電場強(qiáng)度、加速度、電勢、電場力做功、動(dòng)能、

9、電勢能等物理量的基本判電勢、電場力做功、動(dòng)能、電勢能等物理量的基本判斷方法斷方法.以題說法針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 (單選單選)(2014江蘇江蘇4)如圖如圖2所所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸軸垂直于環(huán)面且過圓心垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關(guān)于下列關(guān)于x軸上的軸上的電場強(qiáng)度和電勢的說法中正確的是電場強(qiáng)度和電勢的說法中正確的是()A.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最低點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最低B.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最高點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最高C.從從O點(diǎn)沿點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度減小，電勢升高軸正方向，電場強(qiáng)度減小，電勢升高D.從從O點(diǎn)沿點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度增大

10、，電勢降低軸正方向，電場強(qiáng)度增大，電勢降低圖圖2解析根據(jù)電場的對稱性和電場的疊加原理知，根據(jù)電場的對稱性和電場的疊加原理知，O點(diǎn)的電場點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零強(qiáng)度為零.在在x軸上，電場強(qiáng)度的方向自軸上，電場強(qiáng)度的方向自O(shè)點(diǎn)分別指向點(diǎn)分別指向x軸正方軸正方向和向和x軸負(fù)方向，且沿電場線方向電勢越來越低，所以軸負(fù)方向，且沿電場線方向電勢越來越低，所以O(shè)點(diǎn)電點(diǎn)電勢最高勢最高.在在x軸上離軸上離O點(diǎn)無限遠(yuǎn)處的電場強(qiáng)度為零，故沿點(diǎn)無限遠(yuǎn)處的電場強(qiáng)度為零，故沿x軸正軸正方向和方向和x軸負(fù)方向的電場強(qiáng)度先增大后減小軸負(fù)方向的電場強(qiáng)度先增大后減小.選項(xiàng)選項(xiàng)B正確正確.答案B熱點(diǎn)考向例析考向2電場矢量合成問題例例2 (

11、單選單選)如圖如圖3所示，所示，a、b、c、d分別是一個(gè)菱形的四個(gè)頂分別是一個(gè)菱形的四個(gè)頂點(diǎn)，點(diǎn)，abc120.現(xiàn)將三個(gè)等量的正點(diǎn)電荷現(xiàn)將三個(gè)等量的正點(diǎn)電荷Q分別固定在分別固定在a、b、c三個(gè)頂點(diǎn)上，則下列判斷正確的是三個(gè)頂點(diǎn)上，則下列判斷正確的是()A.d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由d指向指向OB.O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度是點(diǎn)處的電場強(qiáng)度是d點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的2倍倍C.bd連線為一等勢線連線為一等勢線D.引入一個(gè)電量為引入一個(gè)電量為q的點(diǎn)電荷，依次置于的點(diǎn)電荷，依次置于O點(diǎn)和點(diǎn)和d 點(diǎn)，則在點(diǎn)，則在d點(diǎn)所具有的電勢能大于在點(diǎn)所具有的電勢能大于在O點(diǎn)所具有的電勢能點(diǎn)所具有的電勢能

12、圖圖3審題突破審題突破三個(gè)電荷都在三個(gè)電荷都在O點(diǎn)、點(diǎn)、d點(diǎn)產(chǎn)生電場，該用什么方法點(diǎn)產(chǎn)生電場，該用什么方法判斷這兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向呢？判斷這兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向呢？Od連線上電場線的方向能連線上電場線的方向能判斷嗎？判斷嗎？解析 由點(diǎn)電荷的電場及電場的疊加可知，由點(diǎn)電荷的電場及電場的疊加可知，O點(diǎn)處的場強(qiáng)等點(diǎn)處的場強(qiáng)等于于b處點(diǎn)電荷在處點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)，設(shè)菱形的邊長為點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)，設(shè)菱形的邊長為L，則，則 方向由方向由b指向指向O，而在，而在d處的點(diǎn)電荷由處的點(diǎn)電荷由a、b、c處的點(diǎn)處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生，其大小為電荷產(chǎn)生，其大小為方向也沿方向也沿bO方方向，向，A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B正確；正確；答

13、案Bbd是是a、c兩處電荷連線的中垂線，由兩等量正電荷的電場中電兩處電荷連線的中垂線，由兩等量正電荷的電場中電勢分布可知，在勢分布可知，在a、c兩點(diǎn)電荷的電場中兩點(diǎn)電荷的電場中O點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢，點(diǎn)電勢，而在點(diǎn)電荷而在點(diǎn)電荷b的電場中，的電場中，O點(diǎn)電勢也高于點(diǎn)電勢也高于d點(diǎn)電勢，再由電勢疊點(diǎn)電勢，再由電勢疊加可知，加可知，O點(diǎn)電勢高，而正電荷在電勢越高處，電勢能越大，點(diǎn)電勢高，而正電荷在電勢越高處，電勢能越大，C、D錯(cuò)誤錯(cuò)誤.1.熟練掌握常見電場的電場線和等勢面的畫法熟練掌握常見電場的電場線和等勢面的畫法.2.對于復(fù)雜的電場場強(qiáng)、電場力合成時(shí)要用平行四邊形對于復(fù)雜的電場場強(qiáng)、電場

14、力合成時(shí)要用平行四邊形定則定則.3.電勢的高低可以根據(jù)電勢的高低可以根據(jù)“沿電場線方向電勢降低沿電場線方向電勢降低”或者或者由離正、負(fù)場源電荷的距離來確定由離正、負(fù)場源電荷的距離來確定.以題說法針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 (單選單選)如圖如圖4甲所示，甲所示，MN為很大的薄金屬板為很大的薄金屬板(可可理解為無限大理解為無限大)，金屬板原來不帶電，金屬板原來不帶電.在金屬板的右側(cè)，距金在金屬板的右側(cè)，距金屬板距離為屬板距離為d的位置上放入一個(gè)帶正電、電荷量為的位置上放入一個(gè)帶正電、電荷量為q的點(diǎn)電荷，的點(diǎn)電荷，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布.幾位同學(xué)想求幾位

15、同學(xué)想求出點(diǎn)電荷和金屬板垂直連線之間中點(diǎn)出點(diǎn)電荷和金屬板垂直連線之間中點(diǎn)a的電場強(qiáng)度大小，但的電場強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難發(fā)現(xiàn)問題很難.幾位同學(xué)經(jīng)過仔細(xì)研究，從圖乙所示兩等量幾位同學(xué)經(jīng)過仔細(xì)研究，從圖乙所示兩等量異號點(diǎn)電荷的電場分布得到了一些啟示，經(jīng)過查閱資料他們異號點(diǎn)電荷的電場分布得到了一些啟示，經(jīng)過查閱資料他們知道知道:圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是完全一樣的完全一樣的.圖乙中兩等量異號點(diǎn)電荷的大小也為圖乙中兩等量異號點(diǎn)電荷的大小也為q，他們，他們之間的距離為之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂

16、線.由此他們由此他們分別求出了分別求出了a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，一共有以下四個(gè)不同的點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，一共有以下四個(gè)不同的答案答案(答案中答案中k為靜電力常量為靜電力常量)，其中正確的是，其中正確的是()圖圖4解析根據(jù)根據(jù)a點(diǎn)的電場線方向可得點(diǎn)的電場線方向可得a點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向是垂直點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向是垂直于金屬板向左，兩個(gè)異號點(diǎn)電荷電荷量的大小均為于金屬板向左，兩個(gè)異號點(diǎn)電荷電荷量的大小均為q，它們，它們之間的距離為之間的距離為2d，乙圖上，乙圖上q左側(cè)左側(cè) 處的場強(qiáng)大小為處的場強(qiáng)大小為E 根據(jù)題意可知，根據(jù)題意可知，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小與乙點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小與乙圖上圖上q左側(cè)左側(cè) 處的場強(qiáng)大小相等，

17、即為處的場強(qiáng)大小相等，即為答案C熱點(diǎn)考向例析考向3帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題例例3(2014江蘇江蘇14)某裝置用磁場控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，工某裝置用磁場控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，工作原理如圖作原理如圖5所示所示.裝置的長為裝置的長為L，上、下兩個(gè)相同的矩形區(qū)，上、下兩個(gè)相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向與紙面垂、方向與紙面垂直且相反，兩磁場的間距為直且相反，兩磁場的間距為d.裝置右端有一收集板，裝置右端有一收集板，M、N、P為板上的三點(diǎn)，為板上的三點(diǎn)，M位于軸線位于軸線OO上，上，N、P分別位于下

18、方分別位于下方磁場的上、下邊界上磁場的上、下邊界上.在紙面內(nèi)，質(zhì)量為在紙面內(nèi)，質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的的粒子以某一速度從裝置左端的中點(diǎn)射入，方向與軸線成粒子以某一速度從裝置左端的中點(diǎn)射入，方向與軸線成30角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次，恰好到達(dá)角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次，恰好到達(dá)P點(diǎn)點(diǎn).改變粒子入射改變粒子入射速度的大小，可以控制粒子到達(dá)收集板的位置速度的大小，可以控制粒子到達(dá)收集板的位置.不計(jì)粒子的不計(jì)粒子的重力重力.圖圖5審題突破審題突破粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，畫一畫如何才能粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，畫一畫如何才能到達(dá)到達(dá)P點(diǎn)？怎么由幾何關(guān)系求寬度？粒子到達(dá)點(diǎn)？怎么由幾何關(guān)系求寬度？粒子

19、到達(dá)N點(diǎn)的軌跡點(diǎn)的軌跡又如何？又如何？(1)求磁場區(qū)域的寬度求磁場區(qū)域的寬度h；解析設(shè)粒子在磁場中的軌跡半徑為設(shè)粒子在磁場中的軌跡半徑為r，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示所示.答案(2)欲使粒子到達(dá)收集板的位置從欲使粒子到達(dá)收集板的位置從P點(diǎn)移到點(diǎn)移到N點(diǎn)，求粒子入射點(diǎn)，求粒子入射速度的最小變化量速度的最小變化量v；解析設(shè)改變?nèi)肷渌俣群罅Ｗ釉诖艌鲋械能壽E半徑為設(shè)改變?nèi)肷渌俣群罅Ｗ釉诖艌鲋械能壽E半徑為r，洛倫茲力提供向心力，則有洛倫茲力提供向心力，則有由題意知由題意知3rsin 304rsin 30，解析設(shè)粒子經(jīng)過上方磁場設(shè)粒子經(jīng)過上方磁場n次次(3)欲使粒子到達(dá)欲使粒子到達(dá)M點(diǎn)，求

20、粒子入射速度大小的可能值點(diǎn)，求粒子入射速度大小的可能值.由題意知由題意知L(2n2) cot 30(2n2)rnsin 301.解決帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題，關(guān)鍵在于運(yùn)解決帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題，關(guān)鍵在于運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維，尋找臨界點(diǎn)，確定臨界狀態(tài)，根據(jù)粒子用動(dòng)態(tài)思維，尋找臨界點(diǎn)，確定臨界狀態(tài)，根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向，同時(shí)由磁場邊界和題設(shè)條的速度方向找出半徑方向，同時(shí)由磁場邊界和題設(shè)條件畫好軌跡，定好圓心，建立幾何關(guān)系件畫好軌跡，定好圓心，建立幾何關(guān)系.2.粒子射出或不射出磁場的臨界狀態(tài)是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與粒子射出或不射出磁場的臨界狀態(tài)是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場邊界相切磁場邊界相切.以題

21、說法針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 如圖如圖6所示，在邊長為所示，在邊長為L的正的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.在正方形對角線在正方形對角線CE上有一點(diǎn)上有一點(diǎn)P，其到，其到CF、CD距離均為距離均為 ，且，且在在P點(diǎn)處有一個(gè)發(fā)射正離子的裝置，能連續(xù)點(diǎn)處有一個(gè)發(fā)射正離子的裝置，能連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)的各方向發(fā)射出速率不同的正離子不斷地向紙面內(nèi)的各方向發(fā)射出速率不同的正離子.已知離已知離子的質(zhì)量為子的質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q，不計(jì)離子重力及離子間相互作，不計(jì)離子重力及離子間相互作用力用力.圖圖6解析 因離子以垂直于磁

22、場的速度射入磁場，故其在洛倫茲因離子以垂直于磁場的速度射入磁場，故其在洛倫茲力作用下必做圓周運(yùn)動(dòng)力作用下必做圓周運(yùn)動(dòng).(1)速率在什么范圍內(nèi)的所有離子均不可能射出正方形區(qū)域？速率在什么范圍內(nèi)的所有離子均不可能射出正方形區(qū)域？(1)依題意可知離子在正方形區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)不射出該區(qū)域，依題意可知離子在正方形區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)不射出該區(qū)域，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為解析(2)求速率為求速率為v 的離子在的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍點(diǎn)的范圍.要使離子從要使離子從DE射出，則其必不能從射出，則其必不能從CD射射出，其臨界狀態(tài)是離子軌跡與出，其臨界狀態(tài)是離子軌跡與CD邊相切，

23、邊相切，設(shè)切點(diǎn)與設(shè)切點(diǎn)與C點(diǎn)距離為點(diǎn)距離為x，其軌跡如圖甲所示，其軌跡如圖甲所示，甲甲由幾何關(guān)系得：由幾何關(guān)系得：設(shè)此時(shí)設(shè)此時(shí)DE邊出射點(diǎn)與邊出射點(diǎn)與D點(diǎn)的距離為點(diǎn)的距離為d1，則由幾何關(guān)系有：，則由幾何關(guān)系有：(Lx)2(Rd1)2R2，而當(dāng)離子軌跡與而當(dāng)離子軌跡與DE邊相切時(shí)，離子必將從邊相切時(shí)，離子必將從EF邊射出，設(shè)此時(shí)切點(diǎn)與邊射出，設(shè)此時(shí)切點(diǎn)與D點(diǎn)距離為點(diǎn)距離為d2，其軌跡如圖乙所示，由幾何關(guān)系有：其軌跡如圖乙所示，由幾何關(guān)系有：乙乙審題破題 真題演練8.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的多過程問題例例4 (22(22分分)如圖如圖7所示，無所示，無限寬廣的勻強(qiáng)磁場分布在限寬廣的勻強(qiáng)磁場分布在x

24、Oy平面內(nèi)，平面內(nèi)，x軸上下方磁場均垂軸上下方磁場均垂直直xOy平面向里，平面向里，x軸上方的軸上方的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，x軸下方的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為軸下方的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.現(xiàn)有一質(zhì)量為現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為、電量為q的粒子以速度的粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿沿y軸正方向進(jìn)入上方磁場軸正方向進(jìn)入上方磁場.在粒子運(yùn)動(dòng)過程中，與在粒子運(yùn)動(dòng)過程中，與x軸交于若干軸交于若干點(diǎn)點(diǎn).不計(jì)粒子的重力不計(jì)粒子的重力.求：求：圖圖7(1)粒子在粒子在x軸上方磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；軸上方磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(2)設(shè)粒子在設(shè)粒子在x軸上方的周期為軸上方的周期為T1，x

25、軸下方的周期為軸下方的周期為T2，求，求T1T2；(3)如把如把x軸上方運(yùn)動(dòng)的半周與軸上方運(yùn)動(dòng)的半周與x軸下方運(yùn)動(dòng)的半周稱為一周期軸下方運(yùn)動(dòng)的半周稱為一周期的話，則每經(jīng)過一周期，在的話，則每經(jīng)過一周期，在x軸上粒子右移的距離；軸上粒子右移的距離；(4)在與在與x軸的所有交點(diǎn)中，粒子兩次通過同一點(diǎn)的坐標(biāo)位置軸的所有交點(diǎn)中，粒子兩次通過同一點(diǎn)的坐標(biāo)位置.思維導(dǎo)圖答題模板解析(1)設(shè)粒子在設(shè)粒子在x軸上方磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為軸上方磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，在下方磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為在下方磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2，答題模板T1T243 (2分分)(3)在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所

26、示，如在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，如把把x軸上方運(yùn)動(dòng)的半周與軸上方運(yùn)動(dòng)的半周與x軸下方運(yùn)動(dòng)軸下方運(yùn)動(dòng)的半周稱為一周期的話，則每經(jīng)過一的半周稱為一周期的話，則每經(jīng)過一周期，在周期，在x軸上粒子右移軸上粒子右移x2r12r2 (5分分)答題模板(4)則在第則在第4周期剛結(jié)束時(shí)粒子第二次經(jīng)過周期剛結(jié)束時(shí)粒子第二次經(jīng)過x12r1的這一點(diǎn)，的這一點(diǎn)，以后每過一周期將會出現(xiàn)符合要求的點(diǎn)以后每過一周期將會出現(xiàn)符合要求的點(diǎn).高 考 現(xiàn) 場 (限時(shí)：15分鐘，滿分18分)(2014重慶重慶9)如圖如圖8所示，在無限長的豎直邊所示，在無限長的豎直邊界界NS和和MT間充滿勻強(qiáng)電場，同時(shí)該區(qū)域上、間充滿勻強(qiáng)電場，同時(shí)該

27、區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外平面向外和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和和2B，KL為上、下磁場的水平分界線，在為上、下磁場的水平分界線，在NS和和MT邊界上，距邊界上，距KL高高h(yuǎn)處分別有處分別有P、Q兩兩點(diǎn)，點(diǎn)，NS和和MT間距為間距為1.8h.質(zhì)量為質(zhì)量為m、帶電量為、帶電量為q的粒子從的粒子從P點(diǎn)點(diǎn)垂直于垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運(yùn)動(dòng)，重力邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為加速度為g.圖圖8(1)求電場強(qiáng)度的大小和方向求電場強(qiáng)度的大小和方向.解析設(shè)電場強(qiáng)度大小為設(shè)

28、電場強(qiáng)度大小為E.由題意有由題意有mgqE，答案(2)要使粒子不從要使粒子不從NS邊界飛出，求粒子入射速度的最小值邊界飛出，求粒子入射速度的最小值.解析 如圖所示，設(shè)粒子不從如圖所示，設(shè)粒子不從NS邊飛出的入射速邊飛出的入射速度最小值為度最小值為vmin，對應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為半徑分別為r1和和r2，圓心的連線與，圓心的連線與NS的夾角為的夾角為.由由(r1r2)sin r2，r1r1cos h，答案解析 如圖所示，如圖所示，設(shè)粒子入射速度為設(shè)粒子入射速度為v，粒子在上、下方，粒子在上、下方區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為r1和和r2，粒子第，粒子第一次通過一次通過KL時(shí)距離時(shí)距離K點(diǎn)為點(diǎn)為x.(3)若粒子能經(jīng)過若粒子能經(jīng)過Q點(diǎn)從點(diǎn)從MT邊界飛出，求粒子入射速度的所有邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值可能值.由題意有由題意有3nx1.8h，(n1,2,3，)，答案